一種多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了一種多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間的方法，包括如下步驟：根據(jù)給定的任務(wù)調(diào)度，在保持原有數(shù)據(jù)依賴(lài)的基礎(chǔ)上，為調(diào)度在同一核上的相鄰任務(wù)增加調(diào)度順序依賴(lài)；增加兩個(gè)執(zhí)行時(shí)間為0的虛擬任務(wù)節(jié)點(diǎn)，使得在任務(wù)調(diào)度中，其中一個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)先于所有任務(wù)執(zhí)行，另外一個(gè)后于所有任務(wù)執(zhí)行；假設(shè)在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中最多出現(xiàn)X個(gè)軟錯(cuò)誤，在原有調(diào)度的基礎(chǔ)上通過(guò)出錯(cuò)任務(wù)在同一核上立即重新執(zhí)行來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)，并確定任務(wù)集合的關(guān)鍵任務(wù)，獲取任務(wù)集合的準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間。若任務(wù)集合中包含N個(gè)任務(wù)，并且在執(zhí)行過(guò)程中最多出現(xiàn)X個(gè)軟錯(cuò)誤，本發(fā)明能夠在O(n^2)時(shí)間內(nèi)確定任務(wù)集合的準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間，保證容錯(cuò)，高效快速。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及領(lǐng)域，具體涉及一種多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多核實(shí)時(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)應(yīng)用通常由很多任務(wù)組成，并且要求這些任務(wù)需要在截止時(shí)間前完成。例如在一個(gè)多核實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，任務(wù)之間具有依賴(lài)關(guān)系，一般用有向無(wú)環(huán)圖來(lái)表示這些任務(wù)。
[0003]圖1 (a)是一個(gè)任務(wù)調(diào)度圖，表示出了圖中任務(wù)的調(diào)度執(zhí)行順序，即任務(wù)被分配到哪一個(gè)核上執(zhí)行，以及開(kāi)始執(zhí)行時(shí)間。任務(wù)在某一個(gè)核上執(zhí)行過(guò)程中有可能發(fā)生軟錯(cuò)誤，為了保證得到正確的結(jié)果，必須提供容錯(cuò)。一種簡(jiǎn)單并且常見(jiàn)的方法是讓該任務(wù)在同一核上立即重新執(zhí)行，如圖1 (b)所示，圖中陰影是發(fā)生錯(cuò)誤的任務(wù)。
[0004]現(xiàn)有方法中，多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)應(yīng)用截止時(shí)間的計(jì)算方法是讓每個(gè)核上具有最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間的任務(wù)發(fā)生所有錯(cuò)誤以獲得每個(gè)核上任務(wù)的最晚截止時(shí)間，如果任務(wù)之間沒(méi)有依賴(lài)關(guān)系，這種計(jì)算方法是準(zhǔn)確的。例如圖1(b)中，分別每個(gè)核上具有最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間的任務(wù)發(fā)生兩個(gè)錯(cuò)誤，任務(wù)T4發(fā)生兩次錯(cuò)誤的截止時(shí)間是19個(gè)時(shí)間單位，任務(wù)T2發(fā)生兩次錯(cuò)誤的截止時(shí)間是15個(gè)時(shí)間單位，任務(wù)T3發(fā)生兩次錯(cuò)誤的截止時(shí)間是14個(gè)時(shí)間單位，因此該多核實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用運(yùn)行的最優(yōu)截止時(shí)間是19個(gè)時(shí)間單位。但是，如果任務(wù)之間有依賴(lài)關(guān)系，這種方法就不準(zhǔn)確。例如，圖1 (a)中6個(gè)任務(wù)分配在三個(gè)核上。圖中的箭頭表示任務(wù)之間的數(shù)據(jù)依賴(lài)關(guān)系，在同一核上和不同核上的任務(wù)之間的通信延遲分別被假定為O和I。圖1 (c)顯示的情況下，T4發(fā)生兩次故障，截止時(shí)間是19個(gè)時(shí)間單位。而圖1 (d)中，處理器PO執(zhí)行的任務(wù)T2發(fā)生兩次故障，截止時(shí)間是20個(gè)時(shí)間單位。很明顯，圖1 (d)中所示情況更糟糕。因此，現(xiàn)有截止時(shí)間的計(jì)算`方法可能低估了真實(shí)情況。
[0005]另外，由于每個(gè)任務(wù)發(fā)生錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)不確定，現(xiàn)有方法是窮舉所有可能的情況，進(jìn)行比較，然后選擇截止時(shí)間。這種方法的缺點(diǎn)是:當(dāng)確定每個(gè)任務(wù)發(fā)生多少個(gè)錯(cuò)誤之后，獲得任務(wù)集合的最晚截止時(shí)間的時(shí)間復(fù)雜度為0(N2)，但是由于需要考慮所有情況:

/iV + Z-P (Λ.' + Α, —I)!
N個(gè)任務(wù)發(fā)生X個(gè)錯(cuò)誤共有 y -V η種情況，因此總的時(shí)間復(fù)雜度為

、J.(iV 上).，非常浪費(fèi)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間的方法，本發(fā)明能夠高效快速地獲得任務(wù)集合的最晚截止時(shí)間。[0007]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間的方法，其包括如下步驟:
[0008]SI，根據(jù)多核系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度，在保持原有數(shù)據(jù)依賴(lài)的基礎(chǔ)上，為調(diào)度在同一核上執(zhí)行的相鄰任務(wù)增加調(diào)度順序依賴(lài)，并建立新的有向無(wú)環(huán)圖；
[0009]S2，在新的有向無(wú)環(huán)圖的基礎(chǔ)上，增加兩個(gè)虛擬任務(wù)節(jié)點(diǎn)，所述虛擬任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間為0，在以該有向無(wú)環(huán)圖為模型的任務(wù)調(diào)度中，其中一個(gè)虛擬任務(wù)節(jié)點(diǎn)最先執(zhí)行，另外一個(gè)虛擬任務(wù)節(jié)點(diǎn)最后執(zhí)行，因其執(zhí)行時(shí)間為0，不增加最晚截止時(shí)間；
[0010]S3，假設(shè)在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中最多出現(xiàn)X個(gè)軟錯(cuò)誤，在原有調(diào)度的基礎(chǔ)上通過(guò)出錯(cuò)任務(wù)在同一核上的立即重新執(zhí)行來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)，保證任務(wù)集合的正確執(zhí)行，并確定任務(wù)集合的關(guān)鍵任務(wù)，獲取任務(wù)集合準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間；
[0011]S4，衡量任務(wù)集合的最晚截止時(shí)間是否滿(mǎn)足當(dāng)前多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中的工作需求，如果滿(mǎn)足，則退出，如果不滿(mǎn)足，則調(diào)整調(diào)度策略，返回步驟Si。
[0012]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述步驟SI具體包括如下步驟:
[0013]S11，獲取任務(wù)集合中任務(wù)的個(gè)數(shù)N，以及任務(wù)集合執(zhí)行過(guò)程中可能發(fā)生的最大軟錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)X
[0014]S12，用有向無(wú)環(huán)圖表示任務(wù)間的數(shù)據(jù)依賴(lài)；
[0015]S13，根據(jù)給定 的任務(wù)調(diào)度，如果兩個(gè)任務(wù)在同一核上被調(diào)度執(zhí)行并且調(diào)度順序相鄰，則增加這兩個(gè)任務(wù)間的調(diào)度順序依賴(lài)，并在原來(lái)的有向無(wú)環(huán)圖的基礎(chǔ)上增加表示調(diào)度順序依賴(lài)的邊，得到新的有向無(wú)環(huán)圖；
[0016]S14，獲取每個(gè)任務(wù)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)間存入任務(wù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，獲取邊的權(quán)重存入數(shù)組中。
[0017]在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述步驟S2具體步驟為:
[0018]在新的有向無(wú)環(huán)圖基礎(chǔ)上增加兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)，并設(shè)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)間為O ;對(duì)于所有沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)的任務(wù)節(jié)點(diǎn)，增加一條從源節(jié)點(diǎn)到該節(jié)點(diǎn)的邊；對(duì)于所有沒(méi)有子節(jié)點(diǎn)的任務(wù)節(jié)點(diǎn)，增加一條從該節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的邊。同時(shí)將與源節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)相連的邊的權(quán)重設(shè)為O。
[0019]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述步驟S3具體包括如下步驟:
[0020]S31，初始化每個(gè)任務(wù)的最早截止時(shí)間為所有任務(wù)都不發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)該任務(wù)的完成時(shí)間；初始化每個(gè)任務(wù)的最晚截止時(shí)間為O ;
[0021]S32，以一個(gè)任務(wù)節(jié)點(diǎn)I作為輸入，該任務(wù)可以是任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)；如果該任務(wù)節(jié)點(diǎn)I的最晚截止時(shí)間大于0，說(shuō)明該任務(wù)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被計(jì)算過(guò)，直接返回其最晚截止時(shí)間及其關(guān)鍵任務(wù)；如果該任務(wù)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)集合包含源節(jié)點(diǎn)，則該任務(wù)的關(guān)鍵任務(wù)是它本身，通過(guò)讓該任務(wù)發(fā)生所有錯(cuò)誤來(lái)獲得該任務(wù)的最晚截止時(shí)間；否則進(jìn)入下一步驟；
[0022]S33，遞歸的遍歷求解該任務(wù)節(jié)點(diǎn)I的所有父節(jié)點(diǎn)的最晚截止時(shí)間以及對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵任務(wù)；
[0023]S34，假設(shè)任務(wù)I共有m個(gè)父節(jié)點(diǎn)，且它們的最晚截止時(shí)間分別為F(I)1J(I)2,…，F(xiàn)(I)m。分別在F(I) ^F(I)2,…，F(xiàn)(I)m的基礎(chǔ)上計(jì)算任務(wù)I的完成時(shí)間，得到I1, I2,…，Im。同時(shí)計(jì)算其他任務(wù)都不發(fā)生錯(cuò)誤而只有任務(wù)I發(fā)生所有X個(gè)軟錯(cuò)誤的完成時(shí)間Itl并與
I1,I2,…，^進(jìn)行比較，選取最大值作為任務(wù)I的最晚截止時(shí)間，同時(shí)確定該任務(wù)節(jié)點(diǎn)I的關(guān)鍵任務(wù)是其本身還是S33中所求得的關(guān)鍵任務(wù)。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:
[0025]本發(fā)明能夠快速衡量任務(wù)集合的最優(yōu)截止時(shí)間是否滿(mǎn)足當(dāng)前多核實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的工作需求。
[0026]本發(fā)明獲取的最晚截止時(shí)間是準(zhǔn)確的。假如系統(tǒng)設(shè)定的截止時(shí)間比這個(gè)時(shí)間小，則有大于O的概率導(dǎo)致在截止時(shí)間內(nèi)不能容錯(cuò)所有X個(gè)錯(cuò)誤；假如系統(tǒng)設(shè)定的截止時(shí)間比這個(gè)時(shí)間大，則會(huì)造成時(shí)間上的浪費(fèi)。
[0027]本發(fā)明能夠在0(η~2)時(shí)間內(nèi)確定任務(wù)集合準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間，相比于現(xiàn)有技術(shù)高效快速。
[0028]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0030]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的任務(wù)調(diào)度圖，其中，圖1 (a)為所有任務(wù)都沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)的任務(wù)調(diào)度圖；圖1 (b)每個(gè)核上具有最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間的任務(wù)分別發(fā)生兩次錯(cuò)誤時(shí)的容錯(cuò)任務(wù)調(diào)度圖，任務(wù)之間沒(méi)有數(shù)據(jù)依賴(lài)關(guān)系；圖1 (C)為任務(wù)集合中T4 (具有最長(zhǎng)的執(zhí)行時(shí)間)發(fā)生兩次錯(cuò)誤時(shí)的容錯(cuò)任務(wù)調(diào)度圖；圖1 (d)為任務(wù)集合中T2發(fā)生兩次錯(cuò)誤時(shí)的容錯(cuò)任務(wù)調(diào)度圖；
[0031]圖2為本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中對(duì)步驟SI和S2解釋的任務(wù)調(diào)度圖及其有向無(wú)環(huán)圖，其中，圖2 (a)表示任務(wù)集合中原有數(shù)據(jù)依賴(lài)的有向無(wú)環(huán)圖；圖2 (b)為任務(wù)調(diào)度圖；圖2 (C)為本發(fā)明在圖2 (a)的基礎(chǔ)上為調(diào)度在同一核上的相鄰任務(wù)增加調(diào)度順序依賴(lài)后的有向無(wú)環(huán)圖；圖2 Cd)為本發(fā)明在圖2 (c)的基礎(chǔ)上增加源節(jié)點(diǎn)Tsr和匯聚節(jié)點(diǎn)Tsk后的有向無(wú)環(huán)圖；
[0032]圖3為本發(fā)明另一種優(yōu)選實(shí)施方式中對(duì)步驟S3解釋的有向無(wú)環(huán)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0034]本發(fā)明提供了一種多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間的方法，其包括如下步驟:
[0035]第一步:用有向無(wú)環(huán)圖表示任務(wù)間的數(shù)據(jù)依賴(lài)，如圖2 (a)所示；
[0036]圖2 (b)中表示出了任務(wù)調(diào)度圖，任務(wù)T1、T2、T3、T4、T5、T6的執(zhí)行時(shí)間分別是4、10、3、4、5、3個(gè)時(shí)間單位。
[0037]根據(jù)圖2 (b)所示的多核系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度，在保持原有數(shù)據(jù)依賴(lài)的基礎(chǔ)上，為調(diào)度在同一核上的相鄰任務(wù)增加調(diào)度順序依賴(lài)，建立新的有向無(wú)環(huán)圖，如圖2 (c)中虛線(xiàn)所示，增加核P2上任務(wù)T2與任務(wù)T5之間的調(diào)度順序依賴(lài)，增加核P3上任務(wù)T3與任務(wù)T6之間的調(diào)度順序依賴(lài)，建立新的有向無(wú)環(huán)圖。在本實(shí)施方式中，具體可以采用如下步驟:
[0038]A，根據(jù)每個(gè)任務(wù)的開(kāi)始執(zhí)行時(shí)間對(duì)任務(wù)進(jìn)行排序組成任務(wù)鏈表，從鏈表頭部進(jìn)行掃描，即從該核上最先被調(diào)度執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行掃描，設(shè)索引記為i，令i=l;
[0039]B,令j=i+l，若j>N則停止，否則若任務(wù)Ti和任務(wù)Tj被分配到同一個(gè)核上，則在原有數(shù)據(jù)依賴(lài)的基礎(chǔ)上增加一條從節(jié)點(diǎn)Ti到節(jié)點(diǎn)Tj表示調(diào)度順序的邊，令i=i+l，返回步驟B0
[0040]最后，獲取每個(gè)任務(wù)節(jié)點(diǎn)Ti的執(zhí)行時(shí)間CTi存入任務(wù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，獲取邊的權(quán)重存入數(shù)組中。
[0041]第二步,在新的有向無(wú)環(huán)圖基礎(chǔ)上增加兩個(gè)節(jié)點(diǎn),源節(jié)點(diǎn)Tsr和匯聚節(jié)點(diǎn)Tsr,如圖2(d)所示，并設(shè)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)間為O ;對(duì)于所有沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)的任務(wù)節(jié)點(diǎn)，增加一條從源節(jié)點(diǎn)到該節(jié)點(diǎn)的邊，本實(shí)施方式中，即增加從源節(jié)點(diǎn)Tsr到任務(wù)節(jié)點(diǎn)T1、T2和Τ3的邊；對(duì)于所有沒(méi)有子節(jié)點(diǎn)的任務(wù)節(jié)點(diǎn)，增加一條從該節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的邊，在本實(shí)施方式中，即增加從任務(wù)節(jié)點(diǎn)Τ5到匯聚節(jié)點(diǎn)Tsk的邊。同時(shí)設(shè)定本步驟增加的所有邊的權(quán)重為O。
[0042]第三步，確定任務(wù)集合的關(guān)鍵任務(wù)，獲取最優(yōu)截止時(shí)間。具體包括如下步驟:
[0043]S31，初始化每個(gè)任務(wù)Ti的最早截止時(shí)間BCFT (Ti)為所有任務(wù)都不發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)該任務(wù)的完成時(shí)間；初始化每個(gè)任務(wù)Ti的最晚截止時(shí)間WCFT (Ti)為O ;初始化每個(gè)任務(wù)Ti的關(guān)鍵任務(wù)為CT(Ti)=Tnull ;初始化可能的最大軟錯(cuò)誤個(gè)數(shù)X。在本實(shí)施方式中，i=l，2，...，N0
[0044]S32，以一個(gè)任務(wù)節(jié)點(diǎn)Ti作為輸入，該任務(wù)可以是任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)；如果該任務(wù)節(jié)點(diǎn)Ti的最晚截止時(shí)間大于0，說(shuō)明該任務(wù)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被計(jì)算過(guò)，直接返回其最晚截止時(shí)間及其關(guān)鍵任務(wù)；如果該任務(wù)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)集合包含源節(jié)點(diǎn)，則該任務(wù)的關(guān)鍵任務(wù)是它本身，通過(guò)讓該任務(wù)發(fā)生所有錯(cuò)誤可以得到該任務(wù)的最晚截止時(shí)間；否則進(jìn)入下一步驟S33 ；
`[0045]S33，遞歸的遍歷求解該任務(wù)節(jié)點(diǎn)Ti的所有父節(jié)點(diǎn)的最晚截止時(shí)間以及對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵任務(wù)；
[0046]S34，假設(shè)任務(wù)Ti共有m個(gè)父節(jié)點(diǎn)，且它們的最優(yōu)截止時(shí)間分別為F(Ti)11F(Ti)2, -,F(Ti)m0 分別在 F(Ti) i，F(xiàn)(Ti)2,…，F(xiàn)(Ti)m 的基礎(chǔ)上計(jì)算任務(wù) Ti 的完成時(shí)間，得到I1, I2,…，Im。同時(shí)計(jì)算任務(wù)Ti發(fā)生所有X個(gè)錯(cuò)誤的完成時(shí)間Itl并與I1, I2,…，Im進(jìn)行比較，選取最大值作為任務(wù)Ti的最晚截止時(shí)間，同時(shí)確定該任務(wù)節(jié)點(diǎn)Ti的關(guān)鍵任務(wù)是其本身還是S33中所求得的關(guān)鍵任務(wù)。
[0047]在本實(shí)施方式中，如圖3所示，初始化每個(gè)任務(wù)的最早截止時(shí)間為所有任務(wù)都不發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)該任務(wù)的完成時(shí)間，即 BCFT (T1) =CT1、BCFT (T2) =CT2、BCFT (T3) =max {CT1+CT3+ff (T^T3)
，CT2+CT3+W(T2+T3)}，其中CTi為任務(wù)Ti的執(zhí)行時(shí)間；初始化每個(gè)任務(wù)的最晚截止時(shí)間為0，即WCFT (T1) =WCFT (T2) =WCFT (T3) =0 ;初始化每個(gè)任務(wù)的關(guān)鍵任務(wù) CT (T1) =CT (T2) =CT (T3) =Tnull ；初始化可能的最大軟錯(cuò)誤個(gè)數(shù)X。
[0048]令任務(wù)節(jié)點(diǎn)Ti作為輸入，該任務(wù)可以是任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，優(yōu)選令1=1 ;如果該任務(wù)節(jié)點(diǎn)Ti的最晚截止時(shí)間大于O,說(shuō)明該任務(wù)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被計(jì)算過(guò),直接返回其最晚截止時(shí)間及其關(guān)鍵任務(wù)；如果該任務(wù)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)集合包含源節(jié)點(diǎn)，則該任務(wù)的關(guān)鍵任務(wù)是它本身，例如對(duì)于任務(wù)節(jié)點(diǎn)T1和T2，通過(guò)讓該任務(wù)發(fā)生所有錯(cuò)誤可以得到該任務(wù)的最晚截止時(shí)間，即[0049]WCFT (T1) =CT1+X*CT1 CT (T1) =T1
[0050]WCFT (T2) =CT2+X*CT2 CT (T2) =T2
[0051]如果該任務(wù)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)集合不包含源節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)入下一步驟S33 ；
[0052]S33，輸入任務(wù)節(jié)點(diǎn)Ti，遞歸遍歷求解該任務(wù)節(jié)點(diǎn)所有的父節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)截止時(shí)間，取父節(jié)點(diǎn)中具有最大最晚截止時(shí)間的父節(jié)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵任務(wù)，并記錄該父節(jié)點(diǎn)到該任務(wù)節(jié)點(diǎn)的邊的權(quán)重。例如，對(duì)于任務(wù)節(jié)點(diǎn)T3，遞歸遍歷求解該任務(wù)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)T1和T2的最晚截止時(shí)間，分別加上任務(wù)節(jié)點(diǎn)T1和T2到T3的邊的權(quán)重WCT1, T3)、W(T2，T3)以及T3的執(zhí)行時(shí)間Ct3，分別為:
[0053]WCFT (T1) +W (T1, T3) +Ct3
[0054]WCFT (T2) +W (T2, T3) +Ct3
[0055]在本實(shí)施方式中，權(quán)重表不數(shù)據(jù)依賴(lài)的傳輸時(shí)延，例如^(T1, T3)是指任務(wù)T1執(zhí)行結(jié)束至任務(wù)T3開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)延。
[0056]讓該任務(wù)T3發(fā)生所有錯(cuò)誤所得到的完成時(shí)間BCFT (T3) +X*CT3與以上得到的WCFT (T1) +W (T1, T3) +CT3、WCFT (T2) +W (T2, T3) +Ct3 相比較，最大的則為任務(wù) T3 的最晚截止時(shí)間，同時(shí)能夠確定該任務(wù)的關(guān)鍵任務(wù)。例如，如果max {WCFT (T1) +W (T1, T3) +CT3, WCFT(T2) +W (T2, T3) +CT3, BCFT (T3) +X*CT3} =WCFT (T1) +W (T1, T3)，則任務(wù) T3 的最晚截止時(shí)間為WCFT (T1) +KT1, T3) +Ct3 ，任務(wù) T3 的關(guān)鍵任務(wù)是 CT (T3) =T1。
[0057]在確定任務(wù)集合的最晚截止時(shí)間后，本發(fā)明還包括如下步驟:衡量任務(wù)集合的最晚截止時(shí)間是否滿(mǎn)足多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)的工作需求，如果滿(mǎn)足，則退出，如果不滿(mǎn)足，則調(diào)整對(duì)該任務(wù)集合的調(diào)度策略，返回第一步。具體任務(wù)調(diào)度的調(diào)整方式可根據(jù)實(shí)際情況確定，不是本發(fā)明的保護(hù)重點(diǎn)，此處不做過(guò)多贅述。
[0058]需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，對(duì)于不同的多核系統(tǒng)，能夠發(fā)生的最大軟錯(cuò)誤數(shù)量X可以不同，具體的數(shù)值可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量獲得。
[0059]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0060]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間的方法，其特征在于，包括如下步驟: Si，根據(jù)多核系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度，在保持原有數(shù)據(jù)依賴(lài)的基礎(chǔ)上，為在同一核上執(zhí)行的相鄰任務(wù)增加調(diào)度順序依賴(lài)，建立新的有向無(wú)環(huán)圖； S2，在新的有向無(wú)環(huán)圖的基礎(chǔ)上，增加兩個(gè)虛擬任務(wù)節(jié)點(diǎn)，所述虛擬任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間為O，在以該有向無(wú)環(huán)圖為模型的任務(wù)調(diào)度中，其中一個(gè)虛擬任務(wù)節(jié)點(diǎn)最先執(zhí)行，另外一個(gè)虛擬任務(wù)節(jié)點(diǎn)最后執(zhí)行； S3，假設(shè)在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中最多出現(xiàn)X個(gè)軟錯(cuò)誤，在原有調(diào)度的基礎(chǔ)上通過(guò)出錯(cuò)任務(wù)在同一核上的立即重新執(zhí)行來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)，保證任務(wù)集合的正確執(zhí)行，并確定任務(wù)集合的關(guān)鍵任務(wù)，獲取任務(wù)集合的準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間； S4,衡量任務(wù)集合的準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間是否滿(mǎn)足當(dāng)前多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中的工作時(shí)限需求，如果滿(mǎn)足，則退出，如果不滿(mǎn)足，則調(diào)整調(diào)度策略，返回步驟SI。
2.如權(quán)利要求1所述的多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間的方法，其特征在于，所述步驟SI具體包括如下步驟: S11，獲取任務(wù)集合中任務(wù)的個(gè)數(shù)N，以及任務(wù)集合執(zhí)行過(guò)程中可能發(fā)生的最大軟錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)X ； S12，用有向無(wú)環(huán)圖表示任務(wù)間的數(shù)據(jù)依賴(lài)； S13，根據(jù)給定的任務(wù)調(diào)度，如果兩個(gè)任務(wù)在同一核上被調(diào)度執(zhí)行并且調(diào)度順序相鄰，貝U增加這兩個(gè)任務(wù)間的調(diào)度順序依賴(lài)，并在原來(lái)的有向無(wú)環(huán)圖的基礎(chǔ)上增加表示調(diào)度順序依賴(lài)的邊，得到新的有向無(wú)環(huán)圖； S14，獲取每個(gè)任務(wù)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)間存入任務(wù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，獲取邊的權(quán)重存入數(shù)組中。
3.如權(quán)利要求1所述的多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間的方法，其特征在于，所述步驟S2具體步驟為: 在新的有向無(wú)環(huán)圖基礎(chǔ)上增加兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)，并設(shè)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)間為O ;對(duì)于所有沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)的任務(wù)節(jié)點(diǎn)，增加一條從源節(jié)點(diǎn)到該節(jié)點(diǎn)的邊；對(duì)于所有沒(méi)有子節(jié)點(diǎn)的任務(wù)節(jié)點(diǎn)，增加一條從該節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的邊，同時(shí)將所有與源節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)相連的邊的權(quán)重設(shè)為O。
4.如權(quán)利要求1所述的多核實(shí)時(shí)容錯(cuò)系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的最晚截止時(shí)間的方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括如下步驟: S31，初始化每個(gè)任務(wù)的最早截止時(shí)間為所有任務(wù)都不發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)該任務(wù)的完成時(shí)間；初始化每個(gè)任務(wù)的最晚截止時(shí)間為O ; S32，以一個(gè)任務(wù)節(jié)點(diǎn)I作為輸入，該任務(wù)可以是任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)；如果該任務(wù)節(jié)點(diǎn)I的最晚截止時(shí)間大于O，說(shuō)明該任務(wù)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被計(jì)算過(guò)，直接返回其最晚截止時(shí)間及其關(guān)鍵任務(wù)；如果該任務(wù)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)集合包含源節(jié)點(diǎn)，則該任務(wù)的關(guān)鍵任務(wù)是它本身，通過(guò)讓該任務(wù)發(fā)生所有錯(cuò)誤來(lái)獲得該任務(wù)的最晚截止時(shí)間；否則進(jìn)入下一步驟； S33、遞歸的遍歷求解該任務(wù)節(jié)點(diǎn)I的所有父節(jié)點(diǎn)的最晚截止時(shí)間以及對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵任務(wù); S34、假設(shè)任務(wù)I共有m個(gè)父節(jié)點(diǎn)，且它們的最晚截止時(shí)間分別為F⑴i，F(xiàn)⑴2，…，F(xiàn)⑴m，分別在F(I) p F(I)2,…，F(xiàn)(I)m的基礎(chǔ)上計(jì)算任務(wù)I的完成時(shí)間，分別為I1, I2,…，Im，同時(shí)計(jì)算其他任務(wù)都不發(fā)生錯(cuò)誤而只有任務(wù)I發(fā)生所有X個(gè)軟錯(cuò)誤的完成時(shí)間Itl,將Itl與I1,I2,…，1?>進(jìn)行比較，選取最大的作為任務(wù)I的最晚截止時(shí)間，同時(shí)確定該任務(wù)節(jié)點(diǎn)I的關(guān)鍵任務(wù)是其本身還 是S33中所求得的關(guān)鍵任務(wù)。
【文檔編號(hào)】G06F11/07GK103699455SQ201310739053
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】沙行勉, 吳剴劼, 崔曉通 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)